一種沿面擊穿型兩對棒極結構觸發真空開關的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于高電壓電工電器技術領域，更具體地，涉及一種沿面觸發型兩對棒極結構觸發真空開關。
【背景技術】
[0002]觸發真空開關是利用真空作為陰陽極間的主間隙絕緣介質和滅弧介質，并采用特殊設計的觸發電極控制開關閉合。隨著脈沖功率技術的發展，要求與其配套的大功率開關能在高電壓、大電流下工作，且能在觸發能量較小的情況下穩定、多次觸發。設備傳統的觸發真空開關采用的主電極結構多為平板電極或者多棒電極結構，觸發極結構主要有兩種:沿面觸發型和場擊穿型。
[0003]目前傳統的觸發真空開關存在下列問題:(I)開關工作電壓多為1kV中低壓領域；(2)在通過大電流時，大電流的電弧可以等效成多根通有同向電流的導體，而通有同向電流的導體之間會相吸引，導致整個弧柱收縮，而弧柱的收縮會使電極的燒蝕加劇；(3)在大電流下工作多次后，電弧產生金屬等離子體會沉積在觸發沿面上導致開關壽命降低。
【發明內容】
[0004]針對現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種沿面觸發型兩對棒極結構觸發真空開關，旨在解決現有技術中的開關工作電壓低，在大電流下工作多次后，電弧產生金屬等離子體會沉積在觸發沿面上導致開關壽命降低的問題。
[0005]本發明提供了一種沿面擊穿型兩對棒極結構的觸發真空開關，觸發真空開關采用三段式結構，包括上段波紋狀陶瓷外殼，下段波紋狀陶瓷外殼，中段金屬屏蔽罩，設置在所述金屬屏蔽罩內的上電極和下電極，布置在下電極平臺中央的觸發電極，上電極金屬連桿，上電極法蘭盤，下電極金屬連桿以及下電極法蘭盤；所述上電極通過所述上電極金屬連桿與所述上電極法蘭盤連接；所述下電極通過所述下電極金屬連桿與所述下電極法蘭盤連接；所述上電極法蘭盤與所述上段波紋狀陶瓷外殼連接，所述下電極法蘭盤與所述下段波紋狀陶瓷外殼連接，再與所述金屬屏蔽罩共同構成密閉殼體；通過上段波紋狀陶瓷外殼連接所述上電極法蘭盤，以及通過下段波紋狀陶瓷外殼連接所述下電極法蘭盤能有效提高所述上電極法蘭盤與所述下電極法蘭盤之間的爬電距離。
[0006]更進一步地，所述上電極包括上電極圓盤和兩根棒狀電極；所述上電極圓盤通過所述上電極連桿與所述上電極法蘭盤連接，兩根棒狀電極從電極圓盤表面垂直伸出，分布在圓盤電極外沿，彼此互成180度圓心角；棒狀電極的截面為近似梯形，邊緣處有倒角。
[0007]更進一步地，所述上電極的兩根棒極與所述下電極的兩根棒極交錯排列，互成90度圓心角，相鄰棒極之間的間隙與棒極頂端到相對電極圓盤之間的間隙距離相等。
[0008]更進一步地，所述間隙距離為25mm。
[0009]更進一步地，兩根棒狀電極的材料為銅鉻合金。
[0010]更進一步地，所述密閉殼體內的氣壓為KT3Pa?l(T5Pa。[0011 ] 更進一步地，所述上電極法蘭盤和所述下電極法蘭盤的材料為無氧銅。
[0012]更進一步地，所述下電極包括下電極圓盤和兩根棒狀電極；下電極圓盤中央布置有觸發電極，所述觸發電極包括金屬觸發極、輔助陰極和陶瓷沿面；所述輔助陰極為圓環狀，所述輔助陰極與所述下電極圓盤連接在一起且保持等電位；所述金屬觸發極通過觸發極導桿延伸至下電極法蘭盤以外，且與所述下電極法蘭盤保持絕緣；通過所述金屬觸發極與所述輔助陰極之間的電位差，使涂釉的陶瓷沿面發生沿面閃絡，從而產生大量初始等離子體。
[0013]更進一步地，參與沿面閃絡的陶瓷沿面長度為0.5mm?0.6mm。
[0014]更進一步地，金屬觸發極和所述輔助陰極的材料為金屬鉬。
[0015]本發明具有以下技術效果:
[0016](I)加大了主電極之間絕緣距離，達到了 25mm，提高了開關耐壓水平，使開關可以工作于35kV電壓等級。
[0017](2)開關主電極采用兩對棒狀電極設計結構，能有效增加開關導通時的電弧通道數量及燃弧面積，從而避免了電弧集聚造成的電極燒蝕問題。
[0018](3)電弧通道數量及燃弧面積的增加，使得開關在導通過程的轉移庫侖量高，且每根棒狀電極燒蝕程度均勻。
[0019](4)采用兩對棒狀電極設計結構使電弧通道分布在棒狀電極之間，避免了開關導通過程中金屬蒸汽在觸發極上的沉積，提高了開關的工作壽命。
[0020](5)棒形電極的邊緣采用倒角處理，使棒極間電場更加均勻，從而在觸發真空開關熄弧后，棒極間的工頻耐壓水平較高，不會發生自擊穿。
[0021](6)開關采用三段式設計結構，大大減小了陶瓷絕緣外殼的長度和直徑，增強了外殼的機械強度并降低了外殼的制作加工難度。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發明觸發真空開關的一種具體實施方案的結構示意圖。
[0023]圖2為本發明實施的剖面圖。
[0024]在所有的附圖中，相同的附圖標記來表示相同的原件或結構，其中:1-1為上電極法蘭盤；1_2為下電極法蘭盤；2-1為上段波紋狀陶瓷外殼'2-2為下段波紋狀陶瓷外殼；3為金屬屏蔽罩；4_1為上電極連桿；4-2為下電極連桿；5-1為上電極圓盤；5-2為下電極圓盤；6為上電極(陽極)；7為下電極(陰極)；8為觸發電極；9為輔助陰極；10為陶瓷沿面；11為觸發極連桿。
【具體實施方式】
[0025]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0026]本發明的目的是為了提高開關工作電壓，將開關運用于35kV電壓等級。所設計觸發真空開關工作電壓高，燃弧面積大，導通過程的轉移庫侖量高，大電流下工作壽命長，電極燒蝕程度均勻，熄弧后工頻耐壓水平高。
[0027]本發明提供了一種沿面觸發型兩對棒極結構的觸發真空開關，其結構為:上下兩段波紋狀絕緣陶瓷外殼經中段金屬屏蔽罩連接構成三段式結構。陰、陽主電極安裝在中段金屬屏蔽罩內，經電極連桿分別與電極法蘭盤焊接。主電極由電極圓盤和兩根棒狀極柱構成。電極圓盤為圓臺形，兩根棒狀電極從電極圓盤表面延伸出來，與電極圓盤表面垂直；棒狀電極的截面為近似梯形，邊緣處有倒角，陰極與陽極的棒形極柱交錯排列，每相鄰兩根極柱的間距相等。觸發電極位于陰極的電極圓盤中心，通過觸發極連桿與外回路相連。金屬觸發極通過陶瓷沿面與輔助陰極保持絕緣。陶瓷沿面位于輔助陰極與金屬觸發極之間，并且與之緊密壓接在一起。陶瓷沿面的表面做了涂釉處理用以產生足夠的等離子體，使觸發沿面只需要較小的能量就能夠穩定觸發。
[0028]本發明提供的真空觸發開關，耐壓值高，通流能力大，轉移庫侖量高，通流多次后燒蝕較均勻。工作電壓高，燃弧面積大，導通過程的轉移庫侖量高，大電流下工作壽命長，電極燒蝕程度均勻，熄弧后工頻耐壓水平高。
[0029]如參見圖1，本實施例包括上、下兩段均勻波紋狀陶瓷外殼2-1、2_2和中段金屬屏蔽罩3以及設置在金屬屏蔽罩3內的上電極(陽極)6與下電極(陰極)7。通過波紋狀陶瓷外殼連接上、下兩電極法蘭盤能有效提高法蘭盤之間的爬電距離，防止開關工作過程中發生絕緣閃絡。金屬屏蔽罩的設置